Un modelo para una máquina de propulsión cuántica

El vacío cuántico ha fascinado a los físicos desde que Hendrik Casimir y Dirk Polder sugirieron en 1948 que ejercería una fuerza sobre un par de placas conductoras estrechamente separadas. Su idea finalmente se confirmó cuando se midió la fuerza en 1997. Sin embargo, aún no está claro cómo explotar esta fuerza.

En los últimos años, ha surgido una nueva forma de pensar sobre el vacío cuántico que tiene mucho más potencial. Y hoy, un físico describe cómo podría usarse para crear propulsión.

Antes de discutir eso, retrocedamos un poco. Según la mecánica cuántica, cualquier vacío se llenará de ondas electromagnéticas que entran y salen de la existencia. Resulta que estas ondas pueden tener varios efectos medibles, como la fuerza de Casimir-Polder.

El nuevo enfoque se centra en el impulso asociado con estos campos electromagnéticos en lugar de la fuerza que ejercen. La pregunta es si es posible modificar este impulso porque, si se puede, debería recibir una patada igual y opuesta. Eso es lo que los científicos de cohetes llaman propulsión.

Hoy, Alex Feigel en el Centro de Investigación Nuclear Soreq, un laboratorio del gobierno en Yavne Israel, sugiere una forma completamente nueva de modificar el impulso del vacío cuántico y cómo se puede explotar para generar propulsión.

El enfoque de Feigel combina dos ideas bien establecidas. La primera es la fuerza de Lorentz que experimenta una partícula cargada en campos eléctricos y magnéticos que se cruzan. El segundo es el efecto magnetoeléctrico, el fenómeno en el que un campo magnético externo induce un campo eléctrico interno polarizado en ciertos materiales y viceversa.

La pregunta que hace Feigel es en qué circunstancias los campos electromagnéticos en un vacío cuántico pueden ejercer una fuerza de Lorentz. La respuesta es que el vacío cuántico interactúa constantemente con materiales magnetoeléctricos generando fuerzas de Lorentz. La mayoría de las veces, sin embargo, estas fuerzas suman cero.

Sin embargo, Feigel dice que hay cuatro casos en los que las fuerzas no suman cero. Ya se conocen dos de ellos, por ejemplo, el confinamiento del campo cuántico entre dos placas, lo que excluye ondas de longitud de onda más largas.

Pero Feigel dice que los otros dos ofrecen formas completamente nuevas de explotar el vacío cuántico utilizando nanopartículas magnetoeléctricas para interactuar con los campos electromagnéticos que contiene.

El primer método consiste en agregar rápidamente una serie de nanopartículas magnetoeléctricas, un proceso que influye en las condiciones límite de las ondas electromagnéticas de alta frecuencia, generando una fuerza.

El segundo es simplemente rotar un grupo de nanopartículas magnetoeléctricas, que también genera una fuerza de Lorentz.

De cualquier manera, el resultado es un cambio en la velocidad. Como dice Feigel: la acción mecánica del vacío cuántico sobre objetos magnetoeléctricos puede ser observable y tener un valor significativo.

La belleza de la idea de Feigel es que se puede probar fácilmente. Sugiere construir una matriz direccionable de nanopartículas magnetoeléctricas, quizás hechas de un material como FeGaO3 que tiene una constante magnetoeléctrica de 10 ^ -4 en un campo magnético débil.

Estas nanopartículas simplemente deben rotarse de la manera requerida para generar una fuerza. Feigel lo llama rueda cuántica magnetoeléctrica.

Por supuesto, aquí nadie va a recibir un almuerzo gratis. Aunque el motor propuesto consumirá energía para la manipulación de las partículas, la propulsión ocurrirá sin pérdida de masa, dice Feigel. Incluso sugiere, con magistral moderación, que esto podría tener implicaciones prácticas.

Así que aquí hay una idea de alto riesgo con una gran recompensa potencial. La pregunta es: ¿quién tiene las pelotas para probarlo?

Ref: arxiv.org/abs/0912.1031 : Una rueda cuántica magnetoeléctrica

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